Иллюстрация струйной мельницы. Красная стрелка показывает материал, поступающий в мельницу. Синие стрелки показывают сжатый воздух, поступающий и циркулирующий в мельнице. Зеленая стрелка показывает мелкие частицы, покидающие мельницу.
Струйная мельница измельчает материалы, используя высокоскоростную струю сжатого воздуха или инертного газа для удара частиц друг о друга. [1] Струйные мельницы могут быть спроектированы для вывода частиц ниже определенного размера, продолжая при этом измельчать частицы выше этого размера, что приводит к узкому распределению размеров получаемого продукта. [2] Частицы, покидающие мельницу, могут быть отделены от газового потока с помощью циклонной сепарации . [3]
Размер частиц
Струйная мельница состоит из короткого цилиндра , то есть высота цилиндра меньше его диаметра. Сжатый газ нагнетается в мельницу через сопла, касательные к стенке цилиндра, создавая вихрь . Газ покидает мельницу через трубку вдоль оси цилиндра. Твердые частицы в мельнице подвергаются воздействию двух конкурирующих сил:
Центробежная сила, создаваемая частицами, движущимися по кругу
Центростремительная сила, создаваемая сопротивлением газа при его движении от сопел вдоль стенки к выходному отверстию в центре мельницы.
Поток, проходящий мимо твердой частицы, реагирует на центробежную силу: линии тока , силу сопротивления F d и силу тяжести или центробежную силу F g . F d направлена к центру мельницы, а F g — к стенке.
Сопротивление мелких частиц меньше, чем крупных, согласно формуле, выведенной из закона Стокса :
,
где V — скорость осаждения потока (м/с) (вертикально вниз, если ρ p > ρ f , вверх, если ρ p < ρ f ), g — ускорение свободного падения (м/с 2 ), ρ p — плотность массы частиц (кг/м 3 ), ρ f — плотность массы жидкости (кг/м 3 ), μ — динамическая вязкость (кг/м*с), а R — радиус сферической частицы (м).
Формула показывает, что частицы будут притягиваться к стенке мельницы в соответствии с квадратом их радиуса или диаметра. Крупные частицы будут продолжать процесс измельчения , пока они не станут достаточно маленькими, чтобы оставаться в центре мельницы, где расположено выпускное отверстие.
Типичные параметры
Диаметр фрезы: от 0,05 метра до 1 метра (от 2 дюймов до 42 дюймов)
Давление газа: 8,3 бар (120 фунтов на кв. дюйм)
Начальный размер частиц: 800 микрон или меньше, или ограничен размером входного отверстия расходомера Вентури.
Конечный размер частиц: до 0,5 мкм
Ссылки
^ Мохамед Рахаман; Мохамед Н. Рахаман (7 августа 2006 г.). Керамическая обработка. CRC Press. стр. 41–. ISBN 978-0-8493-7285-8.
^ Джон Б. Вахтман (28 сентября 2009 г.). Материалы и оборудование — Производство фарфора и фарфора: Керамическая инженерия и наука, том 14. John Wiley & Sons. стр. 264–. ISBN978-0-470-31618-4.
^ Олег Д. Нейков; И. Б. Мурашова; Николай А. Ефимов; Станислав Набойченко (24 февраля 2009 г.). Справочник по порошкам цветных металлов: технологии и применение. Elsevier. С. 60–. ISBN978-0-08-055940-7.
